💡这项突破是什么?
清华新闻网8月28日电 钠离子电池、钾离子电池是大规模电化学储能的重要研究方向，石墨负极作为这两种新型电池体系的常用负极材料，在储能过程中的结构演变、自放电过程，以及石墨/电解液界面钝化膜（SEI）的稳定性等方面，仍有待深入研究。
近日，清华大学深圳国际研究生院康飞宇教授、翟登云副教授团队在石墨负极的储能和界面解析方面取得系列进展。团队创新性地提出协同式竞争配位的电解液设计理念，实现了共插层溶剂的尺寸和数量的同步降低，构建了更灵活的四元插层化合物。在该电解液体系中，石墨负极具有更温和的插层储钠机制并降低了配位溶剂的稳定性，有效降低了共插层的电位。这一发现为电解液设计调控电位提供了新的思路，可用于筛选其他系列共溶剂。同时，团队聚焦溶剂共插层环境下石墨负极的界面相稳定性问题，以日历老化现象为研究工具，揭示了体积变化对界面相演变的影响。其中，以容量损失和库伦效率变化作为两项指标，量化了插层相退化和SEI演变。
研究成果以“通过协同式竞争配位机制调控钠电石墨负极的共插层电位”（Synergistically competitive coordination for tailoring sodium cointercalation potential of graphite）为题，于8月15日发表于《自然·通讯》（Nature Communications），此前还曾以“石墨负极在日历老化过程中的共插层相退化和醚基SEI演变”（Degradation of sodium co-intercalation chemistry and ether-derived interphase on graphite anodes during calendar aging）为题发表于《能源与环境科学》（Energy & Environmental Science）。清华大学深圳国际研究生院2023级博士生王佳丽为两篇论文的第一作者，康飞宇和翟登云为论文通讯作者。研究得到国家自然科学基金和深圳市基础研究项目的资助。
图1. 通过协同式竞争配位机制调控钠电石墨负极共插层电位的示意图
图2.不同储钠阶段日历老化过程中石墨负极体积变化对相界面的影响
图3.粘结剂的脱氟化氢过程对钾离子电池石墨负极容量衰减的影响机制
